劳伦斯·伯克利国家实验室技术转移制度及效益分析

对劳伦斯·伯克利国家实验室(LBNL)技术转移制度从内部和外部两个方面进行梳理和分析,并结合美国世邦魏理仕公司的经济评价报告对LBNL科技成果转化的效益进行了分析。最后,针对我国国家实验室技术转移方面目前存在的问题,提出建议。

黄磷尾气的净化工艺与综合利用

综述了黄磷尾气的净化工艺、净化后尾气的主要利用途径。催化氧化工艺和变温变压吸附工艺是黄磷尾气净化的两种成熟工艺,利用净化后的黄磷尾气合成甲酸、草酸是工业上有效利用黄磷尾气的主要途径。

煤矸石资源化及其渣山土壤重构技术研究进展

煤炭开采过程中会伴随产生煤矸石固体废弃物,大量露天堆放的煤矸石形成渣山,占用大量土地的同时破坏当地生态系统,造成土壤严重退化和植被破坏等问题。中国煤矸石资源化利用率远低于产出率,同时现有的煤矸石渣山修复技术主要以土壤重构技术为主,在低海拔矿区得到广泛应用,但对于生态脆弱的高寒高海拔矿区仍极具挑战性。本文简述了煤矸石的理化性质和现有资源化利用技术,对比了国内外煤矸石渣山土壤重构技术的不同,详细综述了以表土回填、客土覆盖和人造土壤为主的土壤重构技术在我国低海拔矿区的应用,以及以青海木里煤田为代表的高海拔矿区现有的土壤重构方法。探讨了煤矸石现有资源化利用技术的不足和土壤重构技术存在的问题,对高海拔矿区土壤重构的机遇与挑战进行了展望。煤矸石资源化利用应以高附加值为主,土壤重构技术应从本质上利用煤矸石有机质高的优点,在成本、安全性和效果持续性等方面亟需改善,以促进其在煤矸石资源化利用和渣山修复中的发展。

翻转课堂在无机化学实验中的探索与实践——以无机结晶化合物制备实验为例

传统的无机化学实验教学模式具有一定的弊端,信息技术的发展为实验教学模式的改革提供了契机。本研究以无机结晶化合物制备实验为例,以晶体结构为兴趣切入点,以星问卷为有效测评手段,在无机化学实验教学中开展了翻转课堂教学模式改革与实践。实践过程包括:课前学习、课堂探究和课后反馈及反思三个阶段。结果表明,翻转课堂教学模式有助于激发学生对无机化学实验的兴趣,有利于提高学生的学习主动性、创新意识、逻辑思维和解决问题的能力。

综合化学实验设计:氧桥三核铁(Ⅲ)配合物的便捷制备与表征

目前本科化学实验教学内容在配合物制备实验方面主要涵盖了单核配合物,而对配合物家族中占有重要地位的多核配合物却很少涉及。基于此,我们依据科研成果设计了一个关于三核铁(Ⅲ)配合物的综合化学实验,以期通过该实验加深学生对配合物有关知识的理解和运用。本设计以廉价易得的九水合硝酸铁与三水合乙酸钠为原料,通过水浴加热反应、冷却结晶等步骤制备了一种氧桥三核铁(Ⅲ)配合物[Fe_(3)O(CH_(3)COO)_(6)(H_(2)O)_(3)]NO_(3)·4H_(2)O,通过配位滴定法测定了其铁元素含量,并对其进行了红外、热重、粉末X射线衍射和电子顺磁共振等表征测试。该实验制备方法简单快捷,易于操作,环保无污染。实验内容蕴含思政元素,目标配合物结构新颖,富有对称美,实验教学时亦可培养学生的审美意识,使其领略化学之美。本设计科教融合,有助于培养学生分析解决问题的能力,为本科生的综合化学实验教学提供了一个可行案例。

从科学研究工程化应用角度探讨化学实验教学改革

推动科研成果转化对加快创新型国家建设发展至关重要。无机及分析化学实验是化学及相关学科培养科研人才的重要教学环节。本文从科学研究工程化应用角度探讨化学实验教学改革,提出了构建以科学研究成果工程化应用为核心的教学理念;探讨了通过引入化工行业发展新动态优化实验体系,对培养本科生创新意识及科研素养,树立工程应用观的必要性;选好结合点,分清主次,倡导兼顾基础知识的深度与知识点涉及面广度的教学内容,加强教与学互动,增强学生对化学专业及高新技术产业的兴趣、求知欲和探索欲。

产教融合背景下虚拟仿真教学资源在生物工程人才培养中的应用

生物工程实验教学在创新型人才培养模式中面临诸多问题。以微生物基因编辑虚拟仿真平台为例,利用虚拟仿真在实验教学领域的优势,突出学生的主体地位,针对生物工程类应用创新型人才培养现状,解决实验原理复杂、周期长、操作难度大等问题,拓展实验教学内容的广度和深度。通过虚拟与实体结合,构建实体实验教学与虚拟仿真实验教学体系,激发学生的学习兴趣,培养创新思维,全面提升实验教学质量和水平,这些举措对提升生物工程类专业应用创新型人才培养质量起到积极作用。

B型银催化剂乙烯环氧化工艺条件的优化

采用微型等温固定床积分反应器,对B型银催化剂上乙烯环氧化制环氧乙烷的工艺条件进行研究,考察了原料气中乙烯、氧气、二氧化碳和1,2-二氯乙烷的含量,以及反应温度等5个因素对环氧化过程的影响;并以环氧乙烷收率和反应选择性为目标,采用正交实验考察上述5个因素对环氧化过程的综合影响。实验结果表明,反应温度对环氧乙烷收率和反应选择性的影响最显著,其对B型银催化剂性能的发挥起着决定性的作用;综合考虑环氧乙烷收率和选择性两个指标,确定的相对适宜工艺条件为:反应温度240℃,原料气中1,2-二氯乙烷含量0.7×10^(-6)(x)、乙烯含量22.00%(x)、二氧化碳含量1.00%(x)、氧气含量6.50%(x),在此条件下环氧乙烷的收率和选择性可分别达到38.87%和86.70%。

碳酸化工艺参数对纳米碳酸钙形貌和颗粒尺寸的影响

研究了石灰乳液饱和碳化法制备纳米碳酸钙中各工艺参数,包括碳化反应温度、CO2通入速度、搅拌速度以及晶形控制剂的加入,对碳酸钙产品颗粒形貌和大小的影响。在不添加任何添加剂的条件下,制备出了粒径为45nm左右的立方形纳米碳酸钙和500nm左右的纺锤形碳酸钙。以柠檬酸钠为晶形控制剂,制备出了长径比为9的链状纳米碳酸钙;另外,柠檬酸钠的存在,加速了碳酸化反应的进程。

青海盐湖镁锂资源综合利用的建议与实践

针对青海盐湖镁锂等资源高效提取和综合高值利用等盐湖产业发展的核心问题,北京化工大学段雪院士团队提出了多品种、大规模的镁资源多元化发展建议,原创了反应分离耦合生产高纯锂盐联产镁基材料的新技术,并在盐湖地区进行了中试和产业化实践,主导制定了盐湖化工大型系列研究设施平台建设工作方案,助力青海省建设世界级盐湖产业基地。

化工专业有机化学理论课多元化教学方式探索

论文将以化工专业有机化学理论课现有教学方式为基础,论述其教学方式的优缺点,并分析多元化教学方式的有效应用,借此激发学生在教学活动的参与意识,希望能为相关研究人员提供参考和借鉴。

《工业催化》“能源、环境与化工专刊”序言

能源与化工是国民经济的重要支柱产业,经过数十年的发展,已取得巨大进步。我国的炼油能力以及烯烃生产能力位居世界前列,煤制油、煤制烯烃等新技术已形成产业化,天然气等低碳烷烃的综合利用技术也取得可喜成绩。能源与化工的发展必须紧密结合国家石油安全战略,进一步加快产业核心技术的优化升级,实现可持续发展。随着生活水平的提高,人们对所处的生活环境提出越来越高的要求,青山绿水就是金山银山的理念也愈加深入人心,国家也在大力推行绿色治理,解决经济发展与环境保护兼顾的问题。

化工分离新技术

2016年5月6～7日，由北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室和中国化工信息中心联合主办的第5届国际化工分离技术大会在北京成功举办。分离是石油化工、有机化工、精细化工、生物化工、制药等行业生产过程中最重要的单元之一，是工业生产中产品提纯及节能减排的重要手段。

Mn-Ce臭氧催化氧化催化剂的制备及其对煤化工废水的处理

以活性氧化铝小球为载体,Mn/Ce双金属为活性组分,通过共沉淀法制备得到活性氧化铝基催化剂,并对催化剂微观形貌进行表征。对比了不同负载量、不同金属配比、不同焙烧温度、不同焙烧时间下催化剂的活性。当催化剂负载为4%(Mn)∶1%(Ce),焙烧温度为400℃,焙烧时间为3h时,催化剂对煤化工废水臭氧催化氧化效果最好。

YSBH-3分子筛催化剂上苯与丙烯泡点烷基化工艺条件

采用等温固定床积分反应器,对YSBH-3分子筛催化剂上苯与丙烯烷基化合成异丙苯进行了实验研究,系统考察了反应体系相态变化（液相反应泡点反应气相反应）对YSBH-3分子筛催化剂性能的影响,并与工业YSBH-3分子筛催化剂的液相烷基化（操作压力3 MPa）结果进行了对比分析。结果表明（1）YSBH-3分子筛催化剂在2 MPa操作压力下的性能明显优于3 MPa操作压力下的性能,具有更高的异丙苯选择性和更低的二异丙苯和三异丙苯选择性;（2）与2 MPa下气相和液相烷基化结果相比,2 MPa泡点温度下进行苯与丙烯烷基化具有最高的异丙苯选择性,更低的二异丙苯、三异丙苯和正丙苯选择性。这一结论对提高工业装置的异丙苯产品质量、降低后续分离工段负荷和减少烷基转移反应器处理量非常有利。以单因素实验法系统考察了液相空速（5~35 h-1）和苯与丙烯的物质的量之比（5~12）对2 MPa压力下、苯与丙烯泡点烷基化的影响,最终确定的相对适宜泡点烷基化工艺条件范围为：压力2 MPa,苯与丙烯的物质的量之比8：1~10：1（对应的泡点温度为176~184℃）,液相空速8~11 h-1。在此条件下,丙烯转化率保持在99%以上,异丙苯和二异丙苯选择性分别保持在86%和13%左右。

低共熔溶剂在化工分离过程中的应用及研究进展

近年来,低共熔溶剂由于具有廉价、原材料易得、蒸汽压低且更加环境友好的合成过程等特点,越来越成为绿色化学领域的研究热点,特别是低共熔溶剂作为萃取剂在化工分离过程中的应用引起广泛关注。本文主要介绍了低共熔溶剂的组成、性质以及在分离过程中的一些应用和研究进展,最后对其未来的研究方向和存在的问题进行了讨论。

基于反应耦合的低能耗水合氯化钙脱水制无水氯化钙

在降低工业热脱水工艺能耗的迫切需求下,基于反应耦合基本原理,报道了一种低温水煤气变换反应耦合水合氯化钙低能耗脱水的新策略。以工业水合氯化钙为原料,将其中具有一定化学反应活性的结晶水作为反应物与CO耦合反应,在413 K下即可制备得到符合国家标准(GB/T 26520—2021)要求的Ⅰ型工业无水氯化钙产品(CaCl_(2)·0.38H_(2)O),较在N_(2)条件下获得同等结晶水含量产品的处理时间缩短了1/3,说明耦合催化脱水策略在降低过程能耗方面具有优势。原位FTIR和CO-TPD-MS实验研究表明,CO可化学吸附或准化学吸附于水合氯化钙样品表面,结合MS分析在脱水产物中检测到CO_(2)和H_(2),说明发生了一定程度的耦合催化脱水。进一步,对所得无水氯化钙样品进行SEM、压汞测试及水蒸气吸附测试,结果表明,与CO耦合反应使得无水CaCl_(2)样品形成了较为丰富的孔结构,在作为干燥剂使用时有利于增加与水的接触面积,从而使其表现出比商用无水氯化钙更快的吸水速率。本工作报道的低能耗耦合催化脱水策略有望拓展至更多材料的脱水环节。

水泥生料共热耦合原位加氢制合成气

水泥工业是世界第三大能源消耗行业和第二大CO_(2)排放行业,占全球CO_(2)排放的7%。水泥生料(CaCO_(3)、Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)和SiO_(2)的混合物)通过高温(>900℃)煅烧得到水泥熟料,此过程能耗高且释放大量CO_(2)。基于双碳背景,通过球磨法制备水泥生料,采用碳酸盐共热耦合原位加氢还原的创新策略,实现在700℃下水泥生料原位加氢生成CO,其选择性可达94.8%,CO生成速率达0.76 mmol/min,显著降低了碳酸盐的热解温度并抑制了CO_(2)排放,同时获得了均匀多孔的CaO颗粒。采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面及孔径分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)及原位漫反射傅里叶变换红外光谱(In situ DRIFTS)等表征手段,重点探究了反应温度和水泥不同组分(Fe、Si和Al)等因素对碳酸盐加氢性能的影响。结果表明,Fe元素有助于提升CO产物选择性且生成少量甲烷,Si和Al元素的加入降低了碳酸盐加氢反应速率。In situ DRIFTS表明水泥生料加氢生成CO可能遵循甲酸盐中间物种机制。本研究通过水泥生料共热耦合原位加氢制备合成气,实现水泥工业源头降耗与减排增效,为低碳水泥熟料的制备技术提供了新策略与理论依据。

利用微流控装置制备微球的研究进展

与传统机械搅拌法相比,微流控装置制备微球技术可制备出单分散性好、粒径和形态可控的微球.本文综述了该技术制备微球的原理及其在给药载体、细胞载体、分离介质、食品加工和酶制剂等领域的应用,重点分析了微通道材质、形状及实验流体对制备微球的影响,指出通过修饰微通道内壁、控制连续相可避免相的倒置现象,通过控制微通道尺寸、调节连续相流速可控制乳滴形状,最后展望了该技术的发展前景.

球形γ-Al_(2)O_(3)孔结构及其水热稳定性调控策略

负载型催化剂广泛应用于石油化工和精细化工等重要领域,其中载体作用极为关键。多孔球形氧化铝载体具有晶型众多、孔结构优异、化学性质稳定等优点,在工业载体中所占份额最大,然而其性能与相应的孔结构及其水热稳定性息息相关。该文总结了国内外在球形γ-Al_(2)O_(3)孔结构及其水热稳定性调控策略方面的研究进展,着重从球形γ-Al_(2)O_(3)前驱体、油氨柱成型过程及其后处理三方面分析了载体孔结构调控规律,从氧化铝孔结构水热稳定性调控机制及其增强手段,如表面羟基钝化和γ-Al_(2)O_(3)含量总结了其调控策略,对国内高端球形氧化铝工业载体的未来发展提出了建议。